Question

【题目】如图甲所示，底面积为S1=100cm2的容器内装有适量的某种液体，A为圆柱形木块，其底面积为S2=80cm2 ， C为压力传感器，用F表示压力传感器的示数，h表示木块A的下表面与液面的距离.小明同学想利用此装置探究F与h的关系，它先把木块A放入液体中，当木块A静止时，测得木块A的下表面与液面的距离为h1 ， 小明再用轻杆B向下压，逐渐改变h的大小，并记录下与之相对应的压力F的数值，依据数据得到了如图乙所示的F﹣h图象，此过程中液体始终没有溢出.（不计传感器C和轻杆B的重力和体积，g=10N/kg）

（1）除图甲所给实验器材外，还需要的测量工具是.（选填A．天平 B．刻度尺 C．量筒）
（2）观察图象，分析可知：①h1=cm，木块A的总高度是cm.
②在木块A没有浸没之前，当h增大时，压力传感器的示数 ， 木块A所受浮力 ， 在木块A浸没后至接触容器底之前，压力传感器的示数 ， 木块A所受浮力（以上均选填“增大”“减小”或“不变”）.③木块A的重力是N.
（3）利用此实验装置可测该液体的密度，其值为kg/m3.
（4）木块A全部浸没液体后，与木块A放入液体前比较，液体对容器底部产生的压强增加了pa.

Answer 1

【答案】
（1）刻度尺
（2）4,10,增大,增大,不变,不变,4
（3）1.25×103
（4）1000
【解析】（1）由于测液体压强时，而要液体的深度，所以还应有刻度尺；

（2）①当木块A静止时，所受的压力为0，由图乙可知，此时的深度h1=4cm，当浮力刚达到最大值时的深度就是木块的总高度，由图示可知，总高度10cm；②由图示可知，在木块A没有浸没之前，当h增大时，压力传感器的示数增大，浮力也是增大的；在木块A浸没后至接触容器底之前，压力传感器的示数不变，浮力也是不变的，由于排开液体的多少不变；③由F=0时，A处于漂浮状态，F浮=GA；当物体A浸没时，根据受力分析有F1浮=GA+F压；其中浮力的公式为F浮=ρ液gS2h，由图像可知，当h=10cm时，压力F=6N，联立方程组上面两个方程，可得A的重力为4N；

（3）由F=0时，A处于漂浮状态，F浮=GA；可知ρ液gS2h=4N，所以可求出该液体的密度为1.25×103kg/m3；

（4）浸没时与未放入圆柱体相比，排开水的体积V排=S2h'=80×10=800cm3，水面上升的高度 ，增加的液体压强△p=ρ液g×△h=1000Pa.

故答案为：（1）刻度尺；（2）①4；10；②增大；增大；不变；不变；③4；（3）1.25×103；（4）1000．

本题考查了平衡力和浮沉条件、阿基米德原理公式、压强公式的应用．首先要熟练掌握相关的计算公式．关键是正确分析图象，知道压力为0和最大时A在液体中的状态.